Пиротехническая композиция

 

Использование: в генераторах объемного тушения пожаров. Сущность изобретения: пиротехническая композиция содержит (мас. %) 60-70 нитратов и/или перхлоратов щелочных металлов, 14-17 горючего - связующего - эпоксидной смолы, 6-12 магний порошка и 5-15 калия хлористого. 2 табл.

Изобретение относится к области пожаротушения, а более конкретно, к пиротехническим композициям, при сжигании которых образуются ингибиторы горения в виде газо-аэрозольной смеси, заполняющей объем, где необходимо подавить пожар.

Известен состав газо-аэрозольной смеси, содержащий: окислитель (КС104) 48 горючее, связывающее эпоксидную смолу (С31150) 15 магний порошок (Mg) 7 наполнитель калий хлористый (KCl) 30 Данный состав используют для аэрозольного, объемного тушения пожаров.

Недостатком этого состава является: наличие в газо-аэрозольной смеси, образующейся при сжигании композиции, окиси углерода (CO) в концентрациях, значительно превышающих ПДК; большой процент невыноса твердой фазы в защищаемый объем; уменьшение скорости тушения очагов пожаров.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности действия огнетушащего газо-аэрозольного потока и повышение скорости генерации аэрозоля путем оптимизации количественного соотношения компонентов пиротехнического состава.

Необходимый технический результат достигается тем, что в известной пиротехнической композиции, содержащей окислитель, горючее связующее - эпоксидную смолу, диспергированный магний порошок и наполнитель калий хлористый, согласно изобретению, в качестве окислителя она содержит нитраты и/или перхлораты щелочных металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.

нитраты и/или перхлораты щелочных металлов 60-70 горючее связующее эпоксидная смола 14-17
магний порошок 6-12
калий хлористый 5-15
При уменьшении содержания наполнителя и при увеличении доли окислителя происходит увеличение количества конденсированной фазы в газо-аэрозольном потоке при некотором повышении температуры в нем.

Содержание окислителя менее 60% приводит к значительной нехватке кислорода, идущего на окисление горючего-связывающего, и, как следствие, увеличению концентрации окиси углерода в выделяющейся газо-аэрозольной смеси.

При содержании в композиции окислителя больше 70% повышается температура генерируемой смеси до значений, сопоставимых с аналогами.

При содержании горючего-связывающего менее 14% возникают технологические трудности при изготовлении композиции, связанные с перемешиванием, и уменьшается механическая прочность готового заряда.

Содержание горючего-связующего более 17% приводит к увеличению выхода окиси углерода выше допустимых пределов.

Введение в пиротехническую композицию менее 6% магния сопровождается уменьшением /в 1,5 и более раза/ скорости горения и увеличением невыноса твердой фазы в защищаемый объем.

Содержание магния больше 12% вызывает заметный рост температуры газо-аэрозольного потока. Кроме того, возрастает стоимость пиротехнической композиции без выигрыша по основным техническим характеристикам пожаротушения.

Введение в состав хлористого калия меньше 5% повышает температуру потока.

Содержание в композиции хлористого калия больше 15% резко снижает тушащую способность рабочей смеси из-за снижения скорости генерации аэрозоля и увеличения невыноса твердой фазы.

Для определения оптимальных границ содержания ингредиентов в композиции были проведены испытания опытных пиротехнических составов различного количественного соотношения входящих в них компонентов. Ниже приведена табл. 1 характерной части испытанных составов, которые содержат предельные, средние и запредельные количества каждого компонента.

При сжигании пиротехнических шашек различных составов композиций контролировались основные технические характеристики, в частности, средняя температура потока, скорость горения и время тушения пожара класса А.

Результаты испытаний сведены в табл. 2.

Из таблиц следует, что состав 3, ингредиенты которого находятся в оптимальном диапазоне содержания, характеризуется наилучшими показателями основных технических характеристик пожаротушения:
адиабатическая температура 2092 K
скорость горения 1,67 мм/с
время тушения 1,61 с
При этом следует отметить, что коэффициент запаса /отношение максимальной к тушащей концентрации аэрозоля/ составляет 1,5, что обеспечивает эффективное гарантированное тушение пожара класса А в замкнутом объеме.

Испытания по тушению пожаров проводились в камере размером 0,72х0,43х0,70 м.

Общий объем камеры 0,217 м³. Очаг пожара имитировался спиртовкой, заполненной керосином. Поджигание образца пиротехнической композиции инициировалось раскаленной спиралью. Фиксировалось время горения образца и время тушения пламени спиртовки.

Образцы пиротехнической композиции готовились следующим образом.

К предварительно перемешанной в течение 5-10 мин смеси, взятых в требуемом соотношении эпоксидной смолы, ГОСТ 10587, с отвердителем и порошкообразного магния ГОСТ 851.1-87, добавлялись рассчитанные количества нитрата, ГОСТ 19790, перхлората и хлорида калия ГОСТ 4568. Полученная смесь перемешивалась еще в течение 10-15 мин. Навески неотвержденной смеси массой 10 г формовались в цилиндрические шашки в бумажной или картонной оболочке. До полного отверждения шашки выдерживались при комнатной температуре не менее суток.

Формула изобретения

Пиротехническая композиция для аэрозольного объемного тушения пожаров, содержащая окислитель, горючее связующее эпоксидную смолу, длиспергированный магний порошок и наполнитель калий хлористый, отличающаяся тем, что в качестве окислителя она содержит нитраты и/или перхлораты щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.

Нитраты и/или перхлораты щелочных металлов 60 70
Эпоксидная смола 14 17
Магний порошок 6 12
Калий хлористый 5 15р

РИСУНКИ

Рисунок 1